不同酸奶發(fā)酵劑菌株發(fā)酵性質(zhì)的評(píng)價(jià)

毛健，寧佳，趙建新，張灝

（江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫214122）

不同酸奶發(fā)酵劑菌株發(fā)酵性質(zhì)的評(píng)價(jià)

毛健，寧佳，趙建新，張灝

（江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無(wú)錫214122）

為了篩選出優(yōu)良的酸奶發(fā)酵劑，對(duì)5株乳酸菌進(jìn)行了單菌的酸奶發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。根據(jù)酸奶的物理性質(zhì)（黏度、質(zhì)構(gòu)）、生長(zhǎng)特性（活菌計(jì)數(shù)）、感官評(píng)定以及后酸化等指標(biāo)進(jìn)行篩選評(píng)定。結(jié)果表明：LG23的發(fā)酵乳具有較好的粘度、較小的硬度、最好的黏著力，其菌株具有較好的生長(zhǎng)性，而54號(hào)菌株的發(fā)酵乳綜合感官評(píng)價(jià)指標(biāo)最好；S28菌株發(fā)酵乳的后酸化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，其他菌株的發(fā)酵乳之間沒(méi)有顯著性差異。

酸奶；發(fā)酵劑；乳酸菌；分離；篩選；評(píng)價(jià)

0 引言

我國(guó)酸奶生產(chǎn)用的發(fā)酵劑大多停留在自繁自用的原始的液體發(fā)酵劑水平，在菌種復(fù)活、擴(kuò)繁等一系列繁雜工藝中，由于技術(shù)和設(shè)備落后，造成菌種經(jīng)常發(fā)生污染、退化、變異，使酸奶品質(zhì)差、產(chǎn)品不穩(wěn)定。個(gè)別酸奶生產(chǎn)廠家為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，不惜花重金從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)直投冷凍干燥發(fā)酵劑，但價(jià)位較高，影響產(chǎn)品價(jià)格。因此，自主研發(fā)高活力發(fā)酵劑，必將在與國(guó)內(nèi)外同行的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)較為有利的位置，更好地為中國(guó)乳制品行業(yè)的發(fā)展服務(wù)[1]。

本課題分離不同酸奶中的乳酸菌，從滴定酸度、黏度、脫水收縮、全質(zhì)構(gòu)分析、細(xì)菌學(xué)檢測(cè)以及后酸化角度對(duì)發(fā)酵劑進(jìn)行篩選和評(píng)定，旨在篩選在物理性質(zhì)、感官、后酸化性質(zhì)總體優(yōu)良的菌株。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料及設(shè)備

所用的樣品1株是日本酸奶中進(jìn)行分離的乳酸菌，另外的4株乳酸菌由江南大學(xué)食品學(xué)院生物技術(shù)組提供，均已進(jìn)行革蘭氏鑒定和接觸酶鑒定，如表1。

表1 菌株的來(lái)源

分離用平板培養(yǎng)基采用MRS培養(yǎng)基、SL培養(yǎng)基、BCG牛乳培養(yǎng)基、改良M17培養(yǎng)基、改良MRS培養(yǎng)基，按文獻(xiàn)報(bào)道的成分及配比進(jìn)行配制[2]。所用設(shè)備主要包括培養(yǎng)菌種所用的設(shè)備。所用試劑為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析純化學(xué)試劑。

1.2 乳酸菌的分離

樣品經(jīng)預(yù)處理后，采用傾注平板法，分別取3個(gè)合適梯度的稀釋菌液于MRS、M17、BCG脫脂牛乳培養(yǎng)基平板上，待凝固后，平板倒置，分別于35℃普通培養(yǎng)和厭氧培養(yǎng)48 h，觀察菌落生長(zhǎng)情況，挑取能使培養(yǎng)基中溴甲酚綠變黃的典型單菌落，并對(duì)單菌落制片進(jìn)行革蘭氏染色，挑取革蘭氏陽(yáng)性菌作為初步目的菌株，轉(zhuǎn)接至MRS和M17平板純化，4℃保存[3]。

1.3 乳酸菌的純化

無(wú)菌條件下，接種環(huán)挑取MRS和M17平板上初步確定的革蘭氏陽(yáng)性的菌落，在MRS和M17平板上劃線分離，35℃倒置厭氧培養(yǎng)24～48 h，挑取單菌落進(jìn)行鏡檢，直至確定所得的菌株已經(jīng)純化，作為實(shí)驗(yàn)菌株[3]。

對(duì)于已經(jīng)完成分離純化的菌株，將其從-80℃超低溫冰箱中用冰取出，放入MRS液體培養(yǎng)基中進(jìn)行連續(xù)傳代處理，直至其活力恢復(fù)。

用接種環(huán)在平板上刮一環(huán)新鮮培養(yǎng)的菌苔，均勻涂抹在載波片上，向上滴加一滴體積分?jǐn)?shù)3%H2O2溶液，觀察是否有氣泡產(chǎn)生。若無(wú)氣泡產(chǎn)生則表明該菌株不產(chǎn)生過(guò)氧化氫，為接觸酶陰性菌[3]。

1.4 乳酸菌的篩選

經(jīng)過(guò)分離的菌株，以體積分?jǐn)?shù)2%的接種量接種到非脂乳固體質(zhì)量濃度為12%的已滅菌的脫脂乳中，在42℃培養(yǎng)，凝乳后，記錄凝乳時(shí)間，繼續(xù)接種到滅菌脫脂乳培養(yǎng)基中，連續(xù)傳代6次，選擇菌株穩(wěn)定性好的繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

將1 mL的菌液加入9 mL的滅菌脫脂乳中，再加入1 mL滅菌后的刃天青標(biāo)準(zhǔn)溶液，混合均勻后在37℃下水浴加熱，觀察刃天青褪色時(shí)間。30 min后開(kāi)始觀察，其后每5 min觀察一次，淡粉紅色為還原終點(diǎn)。35 min內(nèi)活力較強(qiáng)，50 min內(nèi)可以使用，＞60 min不宜使用[6]。

1.5 凝乳情況

經(jīng)過(guò)分離的菌株，以體積分?jǐn)?shù)2%的接種量接種到非脂乳固體質(zhì)量濃度為12%的已滅菌的脫脂乳中，在42℃培養(yǎng)，凝乳后，記錄凝乳時(shí)間，繼續(xù)接種到滅菌脫脂乳培養(yǎng)基中，連續(xù)傳代6次，選擇菌株穩(wěn)定性好的繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.6 發(fā)酵乳樣品的制備

全脂復(fù)原乳（蔗糖6.5%、全脂粉11.5%）預(yù)熱至60℃，高壓均質(zhì)（一段20MPa，二段4MPa），95℃5 min殺菌，冷卻至42℃并接入發(fā)酵劑，于42℃培養(yǎng)至pH值為4.5，迅速置于冰水中冷卻至4℃。各菌株接種量均為2×107g-1發(fā)酵乳。

1.7 滴定酸度

根據(jù)GB/T5009.46-1996[5]，稱量10 g酸奶樣品，置于100 mL三角瓶中，加入20 mL水，再加入0.5 mL 0.5%的酚酞乙醇溶液，小心搖勻，用0.1 mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色在1 min內(nèi)不消失為止。消耗的0.1 mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)乘以10，即得酸度（°T），取三次測(cè)定的算術(shù)平均值。

1.8 黏度

采用NDJ-5S型黏度計(jì)在25℃進(jìn)行測(cè)定，取3次測(cè)定的算術(shù)平均值。用10x的轉(zhuǎn)子進(jìn)行測(cè)定。

1.9 脫水收縮

稱取15.0 g發(fā)酵乳樣品，置于帶有濾紙（雙圈牌中速定性濾紙，浙江新華紙業(yè)有限公司）的漏斗中，21℃放置90 min，收集濾液并稱重。

脫水收縮性/%=（濾液重g/樣品重量g）×100%

1.10 全質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

將發(fā)酵乳樣品調(diào)溫至20～22℃，采用TA-XT2質(zhì)構(gòu)測(cè)試儀（Stable Micro System，Godalming UK）SMS P/25平底柱形探頭（直徑2.5 cm、高4 cm）進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定條件為：測(cè)前速率5.0 mm/s、測(cè)試速率2.0 mm/s、測(cè)后速率2.0 mm/s，探頭進(jìn)入距離20 mm，兩次壓縮之間停留時(shí)間5s。利用質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)分析軟件由全質(zhì)構(gòu)曲線計(jì)算得到脆度、硬度、凝聚性、黏著性、彈性、回復(fù)性、膠性、耐嚼性值。

全質(zhì)構(gòu)質(zhì)地分析（texture profile analysis，TPA）作為一種客觀的評(píng)價(jià)方法是讓儀器模擬人的咀嚼動(dòng)作，一般為模擬牙齒兩次壓縮和拉伸動(dòng)作，記錄并繪出力與時(shí)間的關(guān)系，從中找出與人感官評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)的參數(shù)。

硬度：TPA曲線第一壓縮周期中最高峰處力值，反映了試樣對(duì)變形抵抗的性質(zhì)。黏著性：面積Area 3，下壓一次后將探頭于試樣中拔出所需能量大小，反映了咀嚼試樣時(shí)，試樣對(duì)上腭、牙齒、舌頭等接觸面黏著的性質(zhì)。凝聚性：即Area 2/Area 1，反映了咀嚼試樣時(shí)，試驗(yàn)顆粒抵抗受損并緊密連接，使試驗(yàn)保持完整的性質(zhì)。

1.11 細(xì)菌學(xué)檢查

0.5 g發(fā)酵乳樣品用滅菌生理鹽水梯度稀釋至一定倍數(shù)后，采用各選擇培養(yǎng)基平板傾注法，測(cè)定活菌數(shù)。對(duì)于球菌采用M17固體培養(yǎng)基，桿菌采用MRS固體培養(yǎng)基。

1.12 后酸化評(píng)價(jià)

將發(fā)酵結(jié)束的酸奶放入-4℃的冰箱內(nèi)儲(chǔ)藏1周，每天測(cè)量其pH及滴定酸度，觀察7 d內(nèi)的變化。

1.13 感官評(píng)定

發(fā)酵乳感官鑒定指標(biāo)參照以下文章[7-9]。

1.14 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)發(fā)酵乳樣品各指標(biāo)的測(cè)定均作3個(gè)平行樣。ANOVA分析、主成分分析及相關(guān)性分析均采用SAS 9.0軟件（SAS Institute Inc，Cary，USA），其中ANOVA分析在P＜0.05水平下進(jìn)行分析，作圖采用origin 7.0軟件。

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)酵乳樣品pH值、滴定酸度、脫水收縮性和黏度

對(duì)用5株菌進(jìn)行單菌發(fā)酵的酸奶發(fā)酵結(jié)束后，于4℃儲(chǔ)藏24 h測(cè)定其滴定酸度、pH、黏度和脫水收縮性，得到以下結(jié)果，如表2。

表2 4℃儲(chǔ)藏24 h后發(fā)酵乳樣品酸度和脫水收縮性試驗(yàn)結(jié)果（n=3，x±SD）

滴定酸度的差異表明在后熟期間各菌產(chǎn)酸程度不同，S28號(hào)在儲(chǔ)藏期間產(chǎn)酸要多于其他幾株菌，其后熟性較強(qiáng)，可能會(huì)影響其風(fēng)味。而在后來(lái)的感官評(píng)定中也證明，S28號(hào)的口感較酸，香味不足。在對(duì)酸奶樣品pH值的比較中發(fā)現(xiàn)，雖然54號(hào)具有最低的pH，但是其滴定酸度較低，說(shuō)明有可能與口感的酸度并不一致，在后面的感官評(píng)定中也表明，54號(hào)的酸甜適中，并不是最酸的菌株。

于4℃儲(chǔ)藏24 h后，各樣品的粘度值差異較大，可以看出LG23的發(fā)酵乳具有較高的黏度，而54和77的發(fā)酵乳黏度較低，對(duì)于脫水收縮敏感性，S28號(hào)發(fā)酵乳具有較好的保水性。乳清的析出是由于組成發(fā)酵乳凝膠網(wǎng)絡(luò)的顆粒過(guò)度重排所造成的，其受多種流變學(xué)參數(shù)的影響[10]，且與發(fā)酵乳樣品的酸度有關(guān)[10]。本實(shí)驗(yàn)中，S28號(hào)發(fā)酵乳具有最低的脫水收縮性，說(shuō)明其具有最好的保水性。

2.2 發(fā)酵乳樣品細(xì)菌學(xué)檢查

對(duì)分離純化的5株菌進(jìn)行單菌發(fā)酵的酸奶發(fā)酵結(jié)束后4℃儲(chǔ)藏24 h后進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)并觀察其生長(zhǎng)情況，如表3。

表3 發(fā)酵乳后熟24 h后的活菌計(jì)數(shù)（n=3,x±SD）

由活菌計(jì)數(shù)可以看出，5株菌中LG23與其他菌株的差異性顯著（P＜0.05），可以看出，LG23具有最好的生長(zhǎng)活性，經(jīng)過(guò)發(fā)酵后熟24小時(shí)后，比原先接種量增加5倍。

2.3 凝固型發(fā)酵乳的全質(zhì)構(gòu)分析

對(duì)用上述5株菌進(jìn)行單菌發(fā)酵的酸奶發(fā)酵結(jié)束后4℃儲(chǔ)藏24 h后進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)測(cè)定，觀察其硬度、凝聚性、黏著性的差異。從表中可以看出，LG23具有最小的硬度，而凝聚力所有菌株均無(wú)顯著性差異（p＞0.05），LG23、54、55具有較大的黏著力，如表4。

表4 發(fā)酵乳后熟24h后質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

2.4 凝固型發(fā)酵乳的感官鑒評(píng)

對(duì)用上述5株菌進(jìn)行單菌發(fā)酵的酸奶發(fā)酵結(jié)束后4℃儲(chǔ)藏24 h后進(jìn)行感官鑒評(píng)，觀察其5種酸奶在表觀、氣味、風(fēng)味、質(zhì)地上的差異。從表3-6中可以看出，在表觀方面，表面粗糙性和細(xì)膩性各酸奶間有極其顯著的差異（P＜0.01）；氣味方面，奶味和乙醛風(fēng)味顯著差異（P＜0.05）：風(fēng)味中酸味和乙醛風(fēng)味有顯著差異（P＜0.05）；質(zhì)地指標(biāo)中的平滑性和稠度具有極其顯著的差異（P＜0.01）。也就是說(shuō)，這5種酸奶在這些因素上有較大的差別。通過(guò)比較發(fā)酵乳產(chǎn)品喜好程度可知產(chǎn)品在苦味、澀味、塊狀、酸臭味等指標(biāo)上得分較低，即產(chǎn)品在這7個(gè)指標(biāo)上不存在質(zhì)量缺陷問(wèn)題。

表5 發(fā)酵乳樣品各感官鑒評(píng)指標(biāo)的平均值范圍、F值以及顯著性

為了進(jìn)一步了解這5株單菌發(fā)酵乳的感官特征，對(duì)發(fā)酵乳樣品的各感官鑒評(píng)指標(biāo)得分進(jìn)行了主成分分析。由表3-7可知，在所有發(fā)酵乳制品感官鑒評(píng)主成分中，信息主要集中在前3個(gè)主成分，其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為96.57%。其中第一主成分貢獻(xiàn)率64.60%為最大，第2、和3主成分的貢獻(xiàn)率分別為19.65%和12.31%。說(shuō)明細(xì)膩性、表觀粗糙、表觀總體得分是最為主要發(fā)酵乳感官評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表6 酸奶感官鑒評(píng)得分主成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率

根據(jù)計(jì)算樣本相關(guān)矩陣的特征向量可給出主成分的函數(shù)式為：

Y1=0.29X1－0.28X2＋0.34X3＋0.31X4＋0.30X5＋0.30X6－0.05X7＋0.33X8＋0.24X9＋0.33X10－0.15X11＋0.23X12＋0.33X13（1）

Y2=0.02X1＋0.14X2－0.09X3－0.23X4－0.29X5－0.19X6+0.36X7－0.15X8＋0.42X9－0.08X10－0.49X11＋0.46X12＋0.11X13（2）

Y3=0.41X1＋0.41X2－0.12X3＋0.18X4－0.08X5＋0.13X6+0.63X7＋0.17X8－0.15X9＋0.14X10＋0.34X11－0.03X12－0.03X13（3）

由函數(shù)式看出，在第1主成分Y1中，X3、X4、X5、X6、X8、X10及X13的系數(shù)最大，表明第一主成分大時(shí)表觀總體得分、乙醛氣味、氣味總體得分、酸味、風(fēng)味總體得分、平滑性、產(chǎn)品總得分較大。在第2主成分Y2中，X9、X11及X12的系數(shù)最大，表明第二主成分大時(shí)稠度、粉質(zhì)、質(zhì)地總體得分較大。在第3主成分Y3中，X1、X2及X7系數(shù)最大，表明第三主成分大時(shí)細(xì)膩性、表面粗糙、乙醛風(fēng)味較大。由以上討論可知13個(gè)變量可以分為四類(lèi)：﹛X3、X4、X5、X6、X8、X10、X13﹜，﹛X9、X11、X12﹜，﹛X1、X2、X7﹜。

圖1 發(fā)酵乳感官鑒評(píng)的主成分1與主成分2因子載荷圖

從圖3-1中可以看出，表面粗糙與細(xì)膩性呈負(fù)相關(guān)，粉質(zhì)和稠度也呈負(fù)相關(guān)。而乙醛氣味、風(fēng)味、酸味、氣味以及表觀是有一定正相關(guān)性的。

圖2 發(fā)酵乳感官鑒評(píng)的主成分1與主成分2因子得分圖

由圖3-2的主成分分析可知：77號(hào)菌株的發(fā)酵乳粉質(zhì)得分較高，產(chǎn)品總體感官最差。54號(hào)菌株的發(fā)酵乳：表觀、氣味、風(fēng)味以及產(chǎn)品總得分高、平滑性高、酸度大，乙醛氣味濃，產(chǎn)品總體感官最好。LG23菌株的發(fā)酵乳質(zhì)地總得分最高、最為黏稠。

2.5 發(fā)酵劑的后酸化評(píng)價(jià)

發(fā)酵終止后，儲(chǔ)藏7 d，對(duì)酸奶滴定酸度的變化進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)S28號(hào)菌發(fā)酵乳的滴定酸度增加了25.2°T，其他菌的滴定酸度變化不足5°T，可知，S28號(hào)的后酸化情況比其他株嚴(yán)重。

圖3 在儲(chǔ)藏期間酸奶滴定酸度的變化

3 結(jié)論

發(fā)酵劑的評(píng)定通過(guò)對(duì)發(fā)酵酸奶的滴定酸度、黏度、脫水收縮、全質(zhì)構(gòu)分析、細(xì)菌學(xué)檢測(cè)以及后酸化評(píng)定進(jìn)行，系統(tǒng)化地對(duì)發(fā)酵劑進(jìn)行了評(píng)價(jià)，其中LG23具有較好的黏度、較小的硬度、最好的黏著力以及最好的生長(zhǎng)性，而54號(hào)總體感官最好。

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Study on the fermentation character of different yogurt strains

MAO Jian，NING Jia，ZHAO Jian-xin，ZHANG Hao
(School of Food Science and Technology，Jiangnan University,Wuxi 214122，China)

To screen starter cultures for yogurt production，the fermentation characteristics of 5 lactic acid bacteria strains were studied.According to the stability and coagulation time of the strains and the properties of the fermented milks such as syneresis，texture profileanalysis and sensory evaluation.The results showed that the fermented milks made with strain LG23 had high viscosity and adhesiveforce，with softer texture than the fermented milks made with the other strains.The fermented milk made with strain 54 had thebest sensory scores.On the other hand，strong post-acidification was observed in the fermented milk made with strain S28.

yogurt；starter culture；lactic acid bacteria；isolation；screening；valuation

TS252.54

A

1001-2230（2010）12-0008-04

2010-08-09

毛?。?970-），男，副教授，從事食品發(fā)酵技術(shù)方面的研究。